探秘高速球監(jiān)控的特點和實際應(yīng)用原理
來源:數(shù)字音視工程網(wǎng) 作者:疾風(fēng) 編輯:數(shù)字音視工程 2011-03-09 00:00:00 加入收藏
隨著安防行業(yè)高速的發(fā)展,以及監(jiān)控產(chǎn)品的日益科技化、智能化,越來越多的用戶開始在監(jiān)視系統(tǒng)中使用高速球型攝像機。
高速球監(jiān)控的特點
高速球是一種集成產(chǎn)品,集成了云臺系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、和攝像機系統(tǒng),云臺系統(tǒng)是指電機帶動的旋轉(zhuǎn)部分,通訊系統(tǒng)是指對電機的控制以及對圖象和信號的處理部分,攝像機系統(tǒng)是指采用的一體機機心。高速球采用“精密微分步進電機”實現(xiàn)高速球的快速、準(zhǔn)確的定位、旋轉(zhuǎn)。然后將攝像機的圖象、攝像機的功能寫進高速球的cpu,實現(xiàn)在控制云臺的時候,將圖象傳輸出來,并且能將攝像機的很多功能,例如白平衡、快門、光圈、變焦、對焦等功能同時實現(xiàn)控制。
高速球分為球心部分、外殼部分及配件部分。內(nèi)部都有一個用機架把一體機機心、控制解碼主板和電機云臺系統(tǒng)的統(tǒng)一起來的球心部分,然后球心部分跟外殼用螺絲或者別的方式連接起來,球心是核心部分,外殼一般有多種外觀,配件部分一般包括支架部分,加熱器部分,扇熱部分。支架包括壁裝支架、吊桿支架、表面貼裝吸頂、嵌入式吸頂不需要支架,一般室外球都裝有扇熱的裝置,而加熱裝置只有在嚴(yán)寒地區(qū)才選裝,室內(nèi)球原則上沒有扇熱和加熱部分。配件還包括電源,一般用的都是24伏2到3安電流的變壓器供電。硬件部件,首先是電機,然后是滑環(huán),然后是電源部分和控制主板。
高速球的通訊協(xié)議是指高速球跟主機系統(tǒng)相通訊時候,選擇的通訊協(xié)議,比如pelco、曼碼、松下、菲利普協(xié)議等。通訊方式是指這些通訊協(xié)議采用什么方式來進行通訊,比如485通訊方式、232通訊方式、422通訊方式、同軸視控通訊方式,一般來講,高速球都采用485通訊方式,而通訊協(xié)議各個不同廠家不同。
城市道路監(jiān)控高速球應(yīng)用
· 監(jiān)控范圍廣,無盲點
道路監(jiān)控要求監(jiān)控范圍廣,在人口密度大的交通道路路口要求360度監(jiān)控,全方位、無盲點,圖像清晰,可以作為取證依據(jù)。高速球設(shè)備中具有導(dǎo)電滑環(huán),可以360度連續(xù)高速旋轉(zhuǎn),配有自動聚焦的高倍數(shù)的一體化攝像機,一般光學(xué)變倍為18倍、22倍等,在要求高的重要交通路口可選用26倍、35倍的一體化攝像機,這樣可以完全滿足監(jiān)控的全方位需求。
· 精準(zhǔn)定位,快速跟蹤
道路監(jiān)控中必須處理違章、交通事故、治安案件等異常情況,要求前端攝像機快速精準(zhǔn)的定位和跟蹤快速移動的目標(biāo)。高速球內(nèi)置一體化攝像機的自動聚焦可以迅速聚焦定位,更關(guān)鍵的是,高速球一般內(nèi)置高解細(xì)分的步進電機,最大旋轉(zhuǎn)速度用預(yù)置位速度衡量,一般高速球都可以做到每秒鐘旋轉(zhuǎn)300度以上,基本上每秒鐘可以旋轉(zhuǎn)一圈保證足夠快速。自動翻轉(zhuǎn)是指在攝像機在垂直向下時可以做到180度自動翻轉(zhuǎn),這樣保障攝像機可以連續(xù)跟蹤監(jiān)控目標(biāo)。手動速度是指交管部門在中央控制室操作鍵盤等后端控制設(shè)備時的手動操作速度,一般分為手動最低速度和手動最高速度,手動最低速度可以保證在變倍放大時圖像的平穩(wěn)性,手動最高速度可以手動快速跟蹤監(jiān)控目標(biāo)如可疑人物、肇事車輛等。
· 重要目標(biāo)方向定點監(jiān)控
道路監(jiān)控中要求對定點目標(biāo)進行監(jiān)控,比如對道路的主要車流方向定點監(jiān)控,對路口指揮交通的民警進行監(jiān)控,對路口重要目標(biāo)政府機關(guān)門口進行監(jiān)控等。實現(xiàn)重要定點目標(biāo)進行三維坐標(biāo)的定位需要使用高速球的預(yù)置位功能,現(xiàn)在很多高速球都具有128個預(yù)置位,完全滿足一個交通路口各種重要定點目標(biāo)的數(shù)量要求。一個路口需要監(jiān)控多個定點目標(biāo)時,可以使用高速球的自動巡航功能,即將多個預(yù)置點編輯成為一條巡航路線,每一個監(jiān)控點停留時間可以設(shè)置。另外,目前高速球可以做到將預(yù)置位和巡航進行中文字符的編輯定義,在調(diào)用預(yù)置位和巡航路線時顯示該位置的中文信息名稱和巡航路線名稱,極大地方便了交管部門的使用。
· 范圍監(jiān)控
道路監(jiān)控中,要求對一定范圍內(nèi)的目標(biāo)進行監(jiān)控,如廣場、政府機關(guān)周界、重要道路路段等。高速球的自動掃描功能,可以設(shè)定監(jiān)控區(qū)域的左右邊界,掃描速度,與自動巡航監(jiān)控重“定點”輕“過程”正相反,自動掃描重“過程”而輕“定點”。同樣目前功能較好的高速球還開發(fā)了花樣線掃功能,即突破自動線掃兩點間直線掃描,例如適合廣場的“波浪式”大范圍掃描,適合高空向下的“削蘋果式”大范圍掃描,這樣高速球既可以保證高清晰的圖像和監(jiān)控效果,又可以進行較大范圍的監(jiān)控。
· 定制型監(jiān)控
道路監(jiān)控中還有更多的人性化要求,每個路口的情況不同,不同時間監(jiān)控需求不同,一種監(jiān)控動作無法滿足,而是需要各種監(jiān)控動作組合起來形成“定制型”的需求。高速球具有巡跡自學(xué)習(xí)功能(路徑學(xué)習(xí)),可以根據(jù)現(xiàn)場情況用手動控制攝像機控制一遍監(jiān)控路線,由高速球智能“記錄”下來,然后按照記錄下來的路徑監(jiān)控。巡跡自學(xué)習(xí)功能還可以和高速球的初始位狀態(tài)結(jié)合,設(shè)置不同時間自動啟動不同的智能監(jiān)控路徑。
高速球的發(fā)展方向
1、操作與功能
(1)速度:
這是高速球區(qū)別于勻速球或其它一體化球類產(chǎn)品的一個非常明顯的特性。擁有更高的轉(zhuǎn)速,可以大大縮短高速球在突發(fā)情況下的時間差,以便監(jiān)控人員及時了解監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的異常情況,同時,監(jiān)控設(shè)備可以記錄更多的有效信息。這一點,在高速球與報警聯(lián)動系統(tǒng)中的體現(xiàn)尤為明顯。目前高速球的水平轉(zhuǎn)速至少也大于100度/s,高的已經(jīng)達到400度/s。而勻速球或其它一體化球類產(chǎn)品的水平轉(zhuǎn)速多為幾度/s,或十幾度/s。
(2)精確度:
這也是高速球一個最為基本的特性指標(biāo),與高速球的預(yù)置位功能緊密相連。目前市場上,精度高的產(chǎn)品,其重復(fù)定位精確度可達到+/-0.1度左右,精確度低的產(chǎn)品,其重復(fù)定位精度可達到+/-2度左右。對于大多數(shù)的用戶來說,+/-0.1度與+/-2度的差異似乎并不大。但是,如果考慮到是采用高速一體化攝像機來獲取視頻圖像,而一體化攝像機有著少則十幾倍,多則二十幾倍甚至三十多倍的光學(xué)變焦范圍,在實際使用過程中,當(dāng)把一體化攝像機的光學(xué)變焦拉到極限時,在屏幕上的+/-0.1度的誤差就比較明顯,更無需說+/-2度了。
很可能用戶最初所設(shè)置預(yù)置位的圖像已經(jīng)無法在屏幕上找到了。但是如果這種現(xiàn)象發(fā)生在緊急情況下,可以想象會帶來什么樣的后果。但是,需要指出的是,高速球的運行速度與重復(fù)定位精度,在設(shè)計時,存在著一定的矛盾關(guān)系,所以需要在速度與精度之間尋求一個平衡點來滿足實際的需要,這是大多數(shù)高速球廠家采取的解決辦法。
(3)功能方面:
最初的高速球功能十分簡單,只有預(yù)置位設(shè)置與調(diào)用的幾個少數(shù)功能,而且,高速球之外的其它一體化球類產(chǎn)品大多只解決了整機集成和旋轉(zhuǎn)等基本問題。但是,目前市場上的高速球產(chǎn)品所擁有的功能已經(jīng)非常強大了,除了基本的預(yù)置位設(shè)置功能外,如:報警聯(lián)動、OSD菜單、巡航掃描、花樣掃描、兩點掃描、看守位、方位顯示等功能等。這給用戶有了更多的選擇,大大減少了監(jiān)控人員的工作強度與工作量,使監(jiān)控范圍更加全面,監(jiān)控效率更高,應(yīng)對突發(fā)事件反應(yīng)更快,有效地達到了監(jiān)控的目的。
2、傳輸方式
傳輸是針對高速球的視頻信號與控制信號的傳輸,傳統(tǒng)高速球的視頻信號是采用同軸視頻線來傳輸,控制信號用專用信號線來傳輸,隨著相關(guān)技術(shù)的不斷完善,也出現(xiàn)了同軸視控傳輸、網(wǎng)絡(luò)傳輸、光傳輸和無線傳輸?shù)母咚偾颉?/p>
(1)同軸視控傳輸:
就是利用同軸視頻線傳輸視頻信號的同時,把控制信號經(jīng)過相應(yīng)處理,通過同軸視頻線來傳輸,由于在施工中不需要單獨布置信號傳輸線,這樣就大大減少了工程量,相應(yīng)降低了工程成本。只是由于同軸視頻線的損耗,要實現(xiàn)遠程傳輸則需增加大量的設(shè)備投入,實際傳輸?shù)馁|(zhì)量也并不理想;
(2)網(wǎng)絡(luò)傳輸:
集成了網(wǎng)絡(luò)傳輸功能模塊的高速球被稱為網(wǎng)絡(luò)高速球,是利用網(wǎng)線,以及互聯(lián)網(wǎng)來傳輸視頻和控制信號,這種傳輸方式對施工是相當(dāng)有利的。由于可以利用互聯(lián)網(wǎng)來傳輸,則可以實現(xiàn)真正意義上的遠程監(jiān)控,只要可以上網(wǎng),監(jiān)控就可以在任何時間任何地點下進行。
目前制約這一技術(shù)發(fā)展的瓶頸是國內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的帶寬不足,以及網(wǎng)絡(luò)的不穩(wěn)定。但從技術(shù)的發(fā)展來看,這一類產(chǎn)品的市場非常廣闊,隨著相關(guān)配套的完善,它將成為一個不可避免的發(fā)展方向。
(3)光傳輸:
就是在高速球內(nèi)部集成了光傳輸?shù)墓舛藱C模塊,利用光纖來傳輸視頻和控制信號,由于光纖傳輸,具有信號傳輸量大,損耗低等特點,因此即使遠距離傳輸信號,在后端的監(jiān)控人員也可以看到優(yōu)異的監(jiān)控圖像,這對提高監(jiān)控質(zhì)量是非常有益的;
(4)無線傳輸:
顧名思義,所謂無線傳輸,就是高速球的視頻信號與控制信號均是采用無線的方式進行傳輸,這種傳輸方式,通常用于特殊情況下的監(jiān)控,可以用于監(jiān)控范圍大、監(jiān)控點分散、監(jiān)控范圍不確定和監(jiān)控場所難于施工等場所。
無線監(jiān)控最大的特點就是幾乎無布線的工程,只要解決電源的問題即可。但它也有設(shè)備造價高、調(diào)試?yán)щy、受環(huán)境影響大等諸多不利因素,因此難以廣泛應(yīng)用。
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